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基于CCD比色法的篦冷机熟料温度场检测技术的研究

王晓霞  
【摘要】:篦式冷却机是水泥厂熟料烧成系统中重要的主机设备,它的主要功能是对热熟料进行冷却、热回收和输送。在篦冷机中,高温熟料与冷却风经过热交换,迅速反映为温度信息,即熟料的温度能够快速反映篦冷机内冷却过程的变化情况。因此,熟料温度场实时检测对减少由熟料冷却不良而造成的设备损坏、提高篦冷机自动化水平具有重要的意义。 首先,分析国内外篦冷机熟料温度场检测技术的研究现状和存在的问题,在介绍篦冷机的结构和工作原理之后,对 CCD 的结构、工作原理和比色测温原理进行理论分析,建立 CCD 比色测温模型,提出基于 CCD 比色法的篦冷机熟料温度场检测系统设计方案。其次,结合传热学以及工程流体力学的知识,对冷却系统进行了分析计算,建立冷却风量与冷却套管内直径之间的数学模型,为其在篦冷机上的实际应用提供理论基础;采用两次滤波消除比色图像中的噪声来提高滤波效果,同时设计测温系统的最佳安装方式以提高图像获取的完整性和可靠性。再次,对熟料测温系统中的光学子系统进行详细的研究,分析成像系统的几何光路模型,以保证熟料成像在 CCD 的景深范围内;设计光路结构;建立在一定温度范围内优化选择比色波长的数学模型,确定带宽与 CCD 最小照度之间的函数关系。最后,进行仿真实验,验证 CCD 比色法在篦冷机熟料温度场检测上的可行性,采用伪彩色显示熟料温度图像,给出实验结果。


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